Stikstof- en fosfaatverliezen naar grond- en oppervlaktewater bij vernatting van landbouwgronden; veldexperimenten Vredepeel 2003-2005

Hele tekst

(1)Rapport 1392.qxp. 2-11-2006. 17:33. Pagina 1. Stikstof- en fosfaatverliezen naar gronden oppervlaktewater bij vernatting van landbouwgronden Veldexperimenten Vredepeel 2003-2005. J.A. de Vos F.P. Sival O.A. Clevering J. van Kleef. Alterra-rapport 1392, ISSN 1566-7197.

(2) Stikstof- en fosfaatverliezen naar gronden oppervlaktewater bij vernatting van landbouwgronden.

(3) 2. Alterra-rapport 1392.

(4) Stikstof- en fosfaatverliezen naar gronden oppervlaktewater bij vernatting van landbouwgronden Veldexperimenten Vredepeel 2003-2005. J.A. de Vos 1) F.P. Sival 1) O.A. Clevering 2) J. van Kleef 1). 1) 2). Alterra, Wageningen PPO- Akkerbouw, Groene Ruimte en Vollegrondsgroente, Lelystad. Alterra-rapport 1392 Alterra, Wageningen, 2006.

(5) REFERAAT J.A. de Vos, F.P. Sival, O.A. Clevering en J. van Kleef, 2006. Stikstof- en fosfaatverliezen naar gronden oppervlaktewater bij vernatting van landbouwgronden. Veldexperimenten Vredepeel 2003-2005. Wageningen, Alterra, Alterra-rapport 1392. 88 blz.; 33 fig.; 19 tab.; 35 ref.. In een vernattingsproef zijn verschillen in grondwaterstand gecreeëerd door slootwater via subirrigatie in een deel van een perceel te infiltreren. Hierdoor ontstonden grondwaterstanden van gemiddeld ca. 75 (hoog peil) en 110 cm-mv (normaal peil). Geschatte stikstofverliezen naar gronden oppervlaktewater variëren voor aardappel in 2003 tussen 105-141 kg N/ha en voor maïs in 2004 tussen 28-43 kg N/ha. Bij het normale peil zijn NO3-concentraties in gronden drainwater ca. 100 mg/l. Er vindt nauwelijks PO4-P -uitspoeling plaats. Subirrigatie resulteerde in een vernatting van 250-330 mm water per jaar, wat in 2003 leidde tot 80 mm minder beregening. De netto aardappelopbrengst in 2003 was 80 ton/ha voor beide percelen, met een 13% hogere Ngewasopname bij het normale peil, maar een 9% hogere P-gewasopname bij het hoge peil. Trefwoorden: Waterbeheer, nitraatuitspoeling, gewasopbrengsten ISSN 1566-7197 Kosten Alterra-rapport 1392: € 25,-. Dit rapport is digitaal beschikbaar via www.alterra.wur.nl. Een gedrukte versie van dit rapport, evenals van alle andere Alterra-rapporten, kunt u verkrijgen bij Uitgeverij Cereales te Wageningen (0317 46 66 66). Voor informatie over voorwaarden, prijzen en snelste bestelwijze zie www.boomblad.nl/rapportenservice.. © 2006 Alterra Postbus 47; 6700 AA Wageningen; Nederland Tel.: (0317) 474700; fax: (0317) 419000; e-mail: info.alterra@wur.nl Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van Alterra. Alterra aanvaardt geen aansprakelijkheid voor eventuele schade voortvloeiend uit het gebruik van de resultaten van dit onderzoek of de toepassing van de adviezen.. 4. Alterra-rapport 1392 [Alterra-rapport 1392/oktober/2006].

(6) Inhoud. Woord vooraf. 7. Samenvatting. 9. 1. Inleiding 1.1 Doel van het project 1.2 Leeswijzer. 11 11 11. 2. Inrichting en veldmeetmethoden Vredepeel 2.1 Inrichting proefvelden en historische meetgegevens 2000-2003 2.2 Gewas 2.2.1 Gewaskeuze 2.2.2 Bemesting 2.2.3 Bewortelingsdiepte 2.3 Bodem 2.3.1 Bodemeigenschappen 2.4 Hydrologie 2.4.1 Meetlocaties 2.4.2 Neerslag, verdamping en beregening 2.4.3 Slootwaterstanden 2.4.4 Grondwaterstanden 2.4.5 Debietmetingen aan drains 2.4.6 Maaiveldhoogten 2.5 Waterkwaliteit 2.5.1 Bodemvocht 2.5.2 Grondwater 2.5.3 Drainwater. 13 13 15 15 16 16 17 17 19 19 21 22 22 22 23 23 23 23 23. 3. Resultaten 2003-2004 3.1 Gewas 3.1.1 Gewasopbrengst 3.1.2 Gewasopname N en P 3.1.3 Bewortelingsdiepte 3.2 Bodem 3.2.1 Bodemtextuur 3.2.2 Bodemchemische toestand 3.3 Hydrologie 3.3.1 Neerslag en referentieverdamping 3.3.2 Beregening 3.3.3 Slootwaterstanden en peil Peelkanaal 3.3.4 Grondwaterstanden 3.3.5 In- en uitstroom van drainwater 3.4 Waterkwaliteit. 25 25 25 25 26 26 26 27 30 30 32 32 34 35 36.

(7) 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4. Bodem- en grondwater Uitstromend water Instromend slootwater Nutriëntenvrachten. 36 37 38 40. 4. Resultaten 2004-2005 4.1 Gewas 4.1.1 Gewasproductie en nutriëntenopname 4.1.2 Bewortelingsdiepte 4.2 Bodem 4.2.1 Minerale stikstof 4.3 Hydrologie 4.3.1 Neerslag en referentieverdamping 4.3.2 Slootwaterstanden 4.3.3 Grondwaterstanden 4.3.4 In- en uitstroom van drainwater 4.4 Waterkwaliteit 4.4.1 Bodem- en grondwater 4.4.2 Drainagewater 4.4.3 Nutriëntenvrachten via drains. 43 43 43 43 44 44 45 45 47 48 49 50 50 51 55. 5. Water- en nutriëntenbalansen 5.1 Water- en nutriëntenbalansen 2003-2004 5.1.1 Waterbalansen 2003-2004 5.1.2 Nutriëntenbalansen 2003-2004 5.2 Water- en nutriëntenbalansen 2004-2005 5.2.1 Waterbalansen 2004-2005 5.2.2 Nutriëntenbalansen 2004-2005 5.3 Evaluatie balansen 5.3.1 Waterbalans 5.3.2 Nutriëntenbalans. 57 57 57 58 59 59 60 61 62 64. 6. Discussie 6.1 Uitvoering experimenten 6.2 Vernatting, gewasopbrengsten en nutriëntenopname 6.3 P-toestand van de bodem 6.4 N- en P-concentraties in gronden drainwater. 67 67 68 68 69. 7. Conclusies. 71. Literatuur. 73. Bijlage 1 Teeltgegevens 2003 Bijlage 2 Bodemprofielbeschrijvingen Vredepeel Bijlage 3 Drainbemonsteringssysteem Bijlage 4 Fosfaatverzadigingsgraad Bijlage 5 Bodemchemische karakteristieken. 77 79 81 85 87. 6. Alterra-rapport 1392.

(8) Woord vooraf. In het kader van herstel van grondwaterafhankelijke natuur worden peilverhoging en andere vernattingsmaatregelen voorgesteld om verdroging tegen te gaan. Verdroging uit zich in een daling van het grondwaterpeil en is meestal het gevolg van verhoogde grondwateronttrekkingen voor drinkwater, industrie en landbouw en/of een (te) goede ontwatering. In het algemeen zal voor de hoger gelegen infiltratiegebieden het reduceren van onttrekkingen tot gevolg hebben dat de grondwaterstand stijgt. In de lager gelegen (kwel)gebieden zal de mate van ontwatering bepalen of het grondwaterpeil stijgt. Het herstel van natuurgebieden door anti-verdrogingsmaatregelen (vernatting) zal ook gevolgen hebben voor de omliggende landbouwgronden. Naast agronomische gevolgen kan vernatting van landbouwgrond van invloed zijn op de uitspoeling van nutriënten naar gronden oppervlaktewater. Ook door klimaatverandering, zeespiegelstijging en bodemdaling kunnen per saldo nattere omstandigheden ontstaan. In de toekomst zullen door de implementatie van de Kaderrichtlijn Water naar verwachting strengere normen gaan gelden voor nutriëntenconcentraties in het oppervlaktewater. Belangrijk is daarom inzicht te krijgen in hoeverre vernatting deze concentraties beïnvloedt. In Nederland zijn maar weinig studies uitgevoerd waarbij de milieukundige (nutriëntenemissie) en agronomische gevolgen van peilverhoging zijn bepaald. In 2003 zijn wij gestart met een veldstudie op proefboerderij Vredepeel (Limburg) om experimentele gegevens te verzamelen over vernatting van landbouwgronden. Deze experimenten hadden als doel om de ideeën die er leefden rond de effecten van vernatting op nutriëntenverliezen te onderbouwen, en waren onderdeel van het project “Kwantificering van de invloed van de waterhuishouding op stikstof- en fosfaatverliezen” in het LNV- Mest- en Mineralenprogramma van het Ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselveiligheid (Programma 398-II). De experimenten zijn uitgevoerd op één akkerbouwbedrijf op zandgrond. We realiseren ons dat één experiment van 3 jaar op één grondsoort bij één vorm van landgebruik beperkingen heeft met betrekking tot het verkrijgen van meer algemene resultaten. Aan het begin van het project is daarom ook de mogelijkheid besproken een vergelijkbaar experiment uit te voeren op grasland. Dit bleek niet mogelijk binnen het beschikbare budget. Wij hebben bij de keuze van het proefveld te Vredepeel dankbaar gebruik gemaakt van het al aangelegde proefveld met verschillende grondwaterstanden (Alblas et al., 2003). Harry Verstegen is zeer behulpzaam geweest bij het meedenken en uitvoeren van de experimenten. Wij bedanken Harry en de andere medewerkers van de proefboerderij Vredepeel voor de gastvrijheid en de medewerking tijdens de meetperiode. Maarten van der Werff heeft geholpen bij de uitwerking van de bodemgegevens, waarvoor onze dank.. Alterra-rapport 1392. 7.

(9)

(10) Samenvatting. Dit rapport beschrijft de resultaten van een veldproef waarin de gevolgen van vernatting op de verliezen van nutriënten naar gronden oppervlaktewater en op opbrengsten van akkerbouwgewassen zijn bestudeerd. De veldproef is uitgevoerd op twee naast elkaar gelegen percelen op de proefboerderij Vredepeel (Limburg) gedurende de periode 2003-2005. Een normaal peil (gangbare grondwaterstand) van ca. 110 cm-mv werd vergeleken met een hoog peil van ca. 75 cm -mv. In het laatste geval werd de grondwaterstand verhoogd door het opzetten van het slootpeil waardoor subinfiltratie van slootwater via drains in het perceel optrad. In beide percelen werden bodemeigenschappen, hydrologische toestanden, nutriëntenconcentraties en gewasopbrengsten gemeten, en werd met een automatisch drainbemonsteringssysteem de hoeveelheid en kwaliteit van drainage- en infiltratiewater gemeten. De stikstofverliezen naar gronden oppervlaktewater zijn aanzienlijk en deze waren voor aardappel in 2003 98 kg N/ha voor het normale peil en 134 kg N/ha voor het hoge peil. Voor maïs in 2004 was dit 43 kg N/ha voor het normale peil en 29 kg N/ha voor het hoge peil. De wateren stoffenbalansen hebben op jaarbasis een grote onnauwkeurigheid. De onnauwkeurigheid van de waterbalans ligt in de orde van grootte van 130 mm. Voor de stikstofbalans is de onnauwkeurigheid in de orde van grootte van 80 kg N/ha en voor de fosforbalans in de orde van grootte van 4 kg P/ha. Dit betekent dat uit de sluitposten van de balans geen betrouwbare verschillen ten gevolge van vernatting afgeleid kunnen worden. Wel geven de balansen goed inzicht in de grootte en het belang van de verschillende posten. Bij het normale peil worden NO3-concentraties in het drainagewater gevonden van 100 mg NO3/l; een factor 2 boven de EU-norm van 50 mg NO3/l. Beide percelen zijn in de bouwvoor (0-30 cm-mv) fosfaatverzadigd, maar op grotere diepte (nog) niet. Dit is consistent met de lage PO4-P-concentraties die in het drainagewater bij het normale peil zijn gemeten. Het vernatten resulteerde in infiltratie van een grote hoeveelheid water (250-300 mm/jaar) in de goed doorlatende bodem. Het grootste gedeelte van dit water wordt echter via verticale en laterale grondwaterstroming afgevoerd en komt dus niet (direct) ten goede aan de gewasgroei. De hoeveelheid infiltratiewater is van dezelfde orde van grootte als het gemiddelde jaarlijkse neerslagoverschot. Dit betekent dat op het vernatte perceel de kwaliteit van het grondwater sterk beïnvloed wordt door de kwaliteit van het infiltrerende water. Het infiltratiewater had een gemiddelde concentratie van circa 20 mg NO3/l en 0,4 mg PO4-P/l. Dit betekent wat NO3 betreft dat relatief schoon slootwater infiltreert en dat dit water wordt gemengd met het relatief NO3-rijke water afkomstig uit het perceel. Dit leidt tot een lagere NO3concentratie in het diepere grondwater door verdunning. Met het slootwater worden relatief hoge concentraties PO4 aangevoerd, wat tot een verrijking van de PO4concentraties in het grondwater leidt, aangezien uit de resultaten van perceel 39. Alterra-rapport 1392. 9.

(11) (normaal peil) blijkt dat er nauwelijks PO4 uit het bodemprofiel uitspoelt. De infiltrerende PO4 zal echter weer relatief snel in de ondergrond vastgelegd worden. Vernatting heeft in het droge groeiseizoen 2003 geleid tot 80 mm minder beregening bij het hoge peil (75 mm) ten opzichte van het normale peil (155 mm). De netto aardappelopbrengst is met 80 ton/ha voor beide percelen gelijk, maar bij het normale peil was de N-gewasopname 13% hoger, terwijl bij het hoge peil de P-gewasopname 9% hoger was. Dit wijst er op dat (meer) beregenen bij het normale peil een gunstig effect heeft op de N-beschikbaarheid, en dat de relatief nattere omstandigheden in het voorjaar door vernatten, wanneer er nog niet wordt beregend, zorgen voor een betere P beschikbaarheid. In 2004 zijn deze verschillen in maïs niet gevonden, maar het verschil in grondwaterstanden tussen beide percelen was toen gering, ook werd er geen beregening toegepast.. 10. Alterra-rapport 1392.

(12) 1. Inleiding. De ontwatering van landbouwpercelen is ten behoeve van de optimalisatie van de landbouwproductie sinds circa 1960 toegenomen. Ook de drinkwateronttrekking, maar ook beregenen uit grondwater, is sinds die tijd toegenomen, voornamelijk op de goeddoorlatende hoger gelegen zandgronden. De toename in ontwatering en versnelde waterafvoer en toename in onttrekking van grondwater heeft geleid tot verdroging van veel natuurgebieden. Deze verdroging uit zich in een daling van de grondwaterstand en een afname van kwel. In het Nationaal MilieubeleidsPlan 4 (NMP4, 2001) wordt aangegeven dat 200.000 tot 300.000 ha landbouwgrond in de buurt van Ecologische HoofdStructuur (EHS) zal moeten vernatten. In de hoger gelegen (infiltratie)gebieden zullen vernattingsmaatregelen voornamelijk gericht zijn op het verminderen van de grondwateronttrekkingen. In de lager gelegen (kwel)gebieden vooral op het verminderen van de waterafvoer door bijvoorbeeld het verwijderen van greppels en verontdiepen van watergangen. Ook veranderingen in klimaat, bodemdaling en zeespiegelstijging zullen leiden tot nattere bodemcondities in grote gebieden van Nederland. Hogere grondwaterstanden zullen directe gevolgen hebben voor de landbouw en op nutriëntenverliezen uit de landbouw. Welke nutriëntenconcentraties in de verschillende wateren toelaatbaar zijn, zal vooral door de Kaderrichtlijn Water worden bepaald.. 1.1. Doel van het project. Het doel van het experimentele gedeelte van ons project is het op perceelsniveau kwantificeren van de effecten van peilverhoging op de uitspoeling van stikstof en fosfaat naar gronden oppervlaktewater, en op de opbrengsten van akkerbouwgewassen. De agronomische gevolgen van peilverhoging worden besproken in Clevering et al. (2006) en de synthese van al onze projectresultaten wordt gegeven in de Vos et al. (2006). Dit rapport beschrijft de gevolgen van peilverhoging op de grondwaterstand, en vervolgens op: 1. de stikstof- en fosfaatverliezen uit de bodem naar het gronden oppervlaktewater; 2. de stikstof- en fosfaatbenutting door het gewas; 3. de hoeveelheid beregening.. 1.2. Leeswijzer. Dit rapport is bedoeld om de meetgegevens vast te leggen, te presenteren en te interpreteren, en is vooral bedoeld voor de inhoudelijk geïnteresseerde lezer op het. Alterra-rapport 1392. 11.

(13) gebied van interacties tussen waterhuishouding en waterkwaliteit. Voor de agronomische aspecten van vernatting verwijzen wij naar Clevering et al. (2006); en voor een bredere analyse van de gevolgen van vernatting van landbouwgronden verwijzen wij naar het syntheserapport van dit project (de Vos et al., 2006) Hoofdstuk 2 beschrijft de inrichting van de proefvelden en de gebruikte meetmethoden en geeft een kort overzicht van eerder gemeten bodemeigenschappen van de proefvelden. In de Hoofdstukken 3 en 4 worden de resultaten gepresenteerd van metingen die in 2003-2004 en in 2004-2005 zijn uitgevoerd. In Hoofdstuk 5 worden de wateren nutriëntenbalansen voor de percelen opgesteld en geëvalueerd. In Hoofdstuk 6 worden de resultaten bediscussieerd. Conclusies volgen in Hoofdstuk 7.. 12. Alterra-rapport 1392.

(14) 2. Inrichting en veldmeetmethoden Vredepeel. 2.1. Inrichting proefvelden en historische meetgegevens 2000-2003. ‘Vredepeel’ is een proefboerderij van Praktijkonderzoek Plant en Omgeving (PPO) gelegen in het zuidoostelijk zandgebied. Het proefbedrijf ligt in Limburg, nabij de plaats Vredepeel. Het bedrijf wordt aan de westzijde begrensd door het Peelkanaal (grens Noord-Brabant) en heeft een oppervlakte van 70 hectare.. \\\\\\\. Figuur 2.1 Ligging proefbedrijf Vredepeel. In de winter van 1999/2000 is een vernattingsproef (percelen 38 en 39) aangelegd. In beide percelen is nieuwe drainage aangelegd op een diepte van 75-80 cm (drainafstand van 5 meter) bovenop de bestaande drainreeks op 120 cm diepte (drainafstand 15 meter). De drains lopen parallel aan het Peelkanaal (Zuid-Noord) van sloot naar sloot (Figuur 2.2). In de sloot aan de zuidkant van beide percelen zijn twee regelbare stuwen geplaatst. In het Peelkanaal zelf is net ten zuidwesten van het proefveld een vaste stuw aanwezig (Figuur 2.2), hierdoor is het waterpeil in het Peelkanaal aan de zuidzijde hoger dan aan de noordzijde. Via een aanvoerleiding langs de Vredeweg wordt water vanuit het gedeelte van het Peelkanaal met hoog peil door middel van stuwen en afdichtingkranen in de aanvoersloten van het proefbedrijf gelaten. Overtollig water kan via een ondergrondse leiding worden geloosd op het gedeelte met lage peil van het Peelkanaal. De sloot aan de noordzijde van het proefveld watert rechtstreeks af op het Peelkanaal. In het proefveld zijn verschillen in grondwaterstand gecreëerd door in het slootgedeelte langs perceel 38 het slootpeil op te zetten tot boven de drains, hierdoor. Alterra-rapport 1392. 13.

(15) kan infiltratie van slootwater in het perceel plaatsvinden. In het slootgedeelte langs perceel 39 wordt het slootwaterpeil onder de drains gehouden. De drains in perceel 39 zorgen dus alleen voor ontwatering. In beide percelen zijn de drains aan de noordzijde afgedopt. Het proefveld bestaat dus uit een perceel (38) met normale ontwatering (“normaal peil”) en een perceel (39) met ondiepere grondwaterstand (“hoog peil”). In het normaal ontwaterde deel is het grondwaterpeil ca. 110 cm–mv (“normaal peil”) en in het vernatte deel was het peil ca. 75 cm–mv (“hoog peil”). Na de aanleg van de perceeldelen werd in 2000 snijmaïs, in 2001 suikerbiet en in 2002 stamslabonen geteeld (Alblas et al., 2003).. Perceel met normaal peil. Perceel met hoog peil. Figuur 2.2 Overzicht proefboerderij Vredepeel met de genummerde percelen. Op perceel 38 (normaal peil) en perceel 39 (hoog peil) vond ons onderzoek plaats. 14. Alterra-rapport 1392.

(16) Tijdens ons vervolgproject, dat in 2003 is gestart, werden de verschillen in slootpeilen zoveel mogelijk in stand gehouden, met uitzondering van het voorjaar. In het voorjaar was het nodig om het hoge peil te verlagen voor grondbewerking. Na de voorjaarswerkzaamheden was het streven om hoogstens een peilvariatie van 10 cm toe te staan. In de zomer zou niet actief water opgepompt worden, mochten peilen niet gehandhaafd kunnen worden door een te lage wateraanvoer via het Peelkanaal. Vóórdat het proefveld medio 2000 werd ingericht, zijn in de bodemlaag 0-30 cm in april 2000 grondmonsters gestoken om de uitgangsituatie vast te stellen (Tabel 2.1). De grond heeft bij het hoge peil een lagere leemfractie dan bij het normale peil. De pH (pH-KCl) en het voor het gewas beschikbare P (Pw en P-Al) blijken iets hoger te zijn in het perceelsdeel met het hoge peil, daarentegen zijn de K (K-HCl) en N-totaal hoger in het perceelsdeel met het normale peil. Tabel 2.1 Bodemanalyses in 2000 van perceel 39 (normaal peil) en perceel 38 (hoog peil) te Vredepeel (Alblas et al., 2003) jaar 2000 slootpeil normaal hoog Analyse Bodemlaag 0-30 cm 0-30 cm pH-KCl 6,3 6,6 % leem g/100 g grond 9,0 4,2 % org. stof g/100 g grond 4,6 4,6 % CaCO3 g/100 g grond 0,1 0,2 52 60 Pw mg P2O5/ l grond P-Al mg P2O5/100 g grond 60 65 K-HCl mg/100 g grond 12 6 MgO mg/kg grond 120 125 N-totaal mg N/100 g grond 137 116 C-org g C/100 g grond 2,43 2,54 C/N-org. stof 18 22. 2.2. Gewas. 2.2.1. Gewaskeuze. In 2003 werden consumptieaardappelen van het ras Asterix geteeld. Aardappels werden op 17 april gepoot. Omdat vanaf begin juni bij het hoge peil de groei van aardappelen door aantasting van aardappelcysteaaltjes (Globodera pallida) achterbleef, werd besloten om bij het hoge peil opbrengsten zowel te bepalen in een aangetaste als onaangetaste strook. Vervolgens werd een schatting gemaakt van het percentage aangetast oppervlakte. De aardappels werden op 9 oktober geoogst. De geoogste veldjes hadden een oppervlakte van 18 m2 = 4 rijen * 12 m rijlengte. De aardappelen zijn met een wagenrooier gerooid en vervolgens opgezakt. Alle geoogste knollen zijn ontdaan van grond en gesorteerd in de maten <30, 30/50, en >50 mm, en per sortering is de uitval (als gevolg van scheuren/misvormingen) bepaald. De nettoopbrengst is de bruto-opbrengst minus uitval. De marktbare opbrengst is de nettoopbrengst in de sortering > 30 mm. Als kwaliteitskenmerk werd het onderwatergewicht (OWG) bepaald aan een monster van ongeveer 5 kg uit de sortering 30-50 mm. Het droge stofpercentage en N- en P-gehalte van de knollen. Alterra-rapport 1392. 15.

(17) werden aan een submonster door het Bedrijfslaboratorium voor gronden gewasanalyses (BLGG) te Oosterbeek bepaald. In 2004 werd snijmaïs van het ras Tripoli geteeld (Bijlage 1). Bij de oogst werd zowel op perceel 39 (normaal peil) als perceel 38 (hoog peil) van drie veldjes het vers- en drooggewicht bepaald. De veldjes hadden een oppervlakte van 18 m2 = 1,5 m * 12 m (2 rijen). Van een submonster werd door BLGG de voederkwaliteit (VEM, suiker en zetmeel), droge stofpercentage en N- en P-gehalten bepaald.. 2.2.2 Bemesting In 2003 (aardappelen) werd bemest met een basisgift varkensdrijfmest (25 m3 ha-1) aangevuld met kunstmest N (40 kg N ha-1). Gedurende het groeiseizoen werd zowel bij het normale als hoge peil op basis van bladsteeltjesonderzoek met N bijbemest (30 kg N ha-1). Voor de teelt vond ook nog kalibemesting plaats (Tabel 2.3). De samenstelling van de varkensdrijfmest is gegeven in Tabel 2.4. Als uitgegaan wordt van 95% werkzame minerale stikstof en 65% werkzame organische stikstof in varkensdrijfmest bij regelmatige toediening van dierlijke mest dan is de totale werkzame N-gift (dierlijke mest + kunstmest) ca. 225 kg N ha-1. Tabel 2.3 Bemesting consumptieaardappelen in 2003 Activiteit 25 m3 ha varkensdrijfmest geïnjecteerd K60 = 150 kg K60 ha = 90 kg K2O ha-1 KAS = 40 kg N ha-1 KAS = 30 kg N ha-1 Tabel 2.4 Samenstelling (kg ton-1) (volumegewicht 1049 kg m-3) Totaal-N Org-N kg/ton 7.03 2.4 kg/ha 184 62. Datum 13 maart 17 maart 5 mei 13 juni. en aanvoer (kg ha-1) van mineralen met varkensdrijfmest in 2003 Min-N 4.7 122. P2O5 4.44 115. K2O 7.4 192. MgO 3.2 83. Na2O 1 26. DS 88 2288. OS 55 1430. In 2004 werd vóór het zaaien van snijmaïs 50 m3 ha-1 runderdrijfmest toegediend. Als voor N uitgegaan wordt van 95% werking van de minerale fractie en 50% van de organische fractie bij jaarlijks toedienen van mest dan is in totaal 142 kg werkzame N ha-1 toegediend. Tabel 2.5 Samenstelling en aanvoer van mineralen met rundveedrijfmest in 2004 (volumegewicht 1005 kg/m3) Totaal-N Org-N Min-N P2O5 K2O MgO DS kg/ton 3,8 1,7 2,1 1,31 6,0 1,1 80 kg/ha 190 85 105 65,5 300 55 4000. 2.2.3 Bewortelingsdiepte In 2003 werd drie keer gedurende het groeiseizoen de effectieve bewortelingsdiepte bepaald. Hierbij is een wortelboor met een diameter van 8 cm (oppervlakte 50 cm2). 16. Alterra-rapport 1392.

(18) gebruikt. Voor de bepaling van de effectieve bewortelingsdiepte wordt een minimaal aantal van drie wortels in het boorsel aangehouden. De bemonstering heeft plaatsgevonden bij beide waterpeilen op zeven locaties in het hart van de gewasrij. In 2004 werd vlak voor de oogst op 10 verschillende plekken per waterpeil de effectieve bewortelingsdiepte bepaald.. 2.3. Bodem. De bodemgesteldheid van het proefveld is door veldbodemkundig onderzoek tot 180 cm -mv vastgesteld (Bijlage 2). Per boorpunt is van elke horizont, dikte en aard van het materiaal, het organische-stofgehalte en textuur geschat. De bodem van het proefveld bestaat voor het merendeel uit matig humeus, zwak lemig, matig fijn zandige veldpodzolgronden (Hn53). In het noordwesten van de twee percelen komen echter in relatief lager gelegen delen ook gooreerdgronden (tZn53) voor. De bovengrond bestaat uit Jong Dekzand terwijl in de ondergrond fluvioperiglaciale zanden voorkomen. Beide behoren tot de Formatie van Twente. Dieper dan 180 cm -mv kan het matig fijne zand overgaan in matig grof zand. Dit zand heeft een zeer hoge doorlaatfactor en behoort tot de Formatie van Kreftenheye.. 2.3.1. Bodemeigenschappen. Voor de bemonstering van de bodem en het gewas werden de percelen 38 (hoog peil) en 39 (normaal peil) ingedeeld in zeven vakken (Figuur 2.3). Op 19 november 2003 zijn bodemmonsters gestoken per 10-cm laag tot een diepte van 80 of 100 cm -mv (mengmonsters van 7 steken met één steek per vak). In de gedroogde en gezeefde (2 mm) monsters werden de volgende analyses uitgevoerd: organische stofgehalte, CaCO3, textuur, pH-CaCl2, pH-KCl, Fe-ox, Alox, P-ox, N-totaal, P-totaal. P-Al, Pw, beschikbaar kalium (CaCl2-extractie). De analyses, met uitzondering van textuur, kalium en kalk werden uitgevoerd door het laboratorium van de sectie Bodemkwaliteit van de Wageningen University and Research (WUR) te Wageningen. De andere analyses werden uitgevoerd door het BLGG.. Alterra-rapport 1392. 17.

(19) VREDEPEEL. stuw afwateringssloot. 138 m. perceel 39 (normaal peil). perceel 38 (hoog peil). N. 7. 6. 6. 5. 5 4. laag peil. 4 3. 3. 2. 2. 1. 1. Hoofdproefveld. Peelkanaal. 190 m. 7. drainage op 75-80 cm -mv om de 5 meter normaal slootwaterpeil. stuw. hoog peil. stuw. opgezet slootwaterpeil + infiltratie drainage zuid/noordric. Figuur 2.3 Perceel 38 (hoog peil) en perceel 39 (normaal peil) met de genummerde vakken waarin de bodembemonstering plaatsvond. In de gedroogde en gezeefde (2 mm) monsters werden de volgende analyses uitgevoerd: organische stofgehalte, CaCO3, textuur, pH-CaCl2, pH-KCl, Fe-ox, Alox, P-ox, N-totaal, P-totaal. P-Al, Pw, beschikbaar kalium (CaCl2-extractie). De analyses, met uitzondering van textuur, kalium en kalk werden uitgevoerd door het laboratorium van de sectie Bodemkwaliteit van de Wageningen University and Research (WUR) te Wageningen. De andere analyses werden uitgevoerd door het BLGG. N-mineraalbepaling De hoeveelheid minerale N (nitraat-N en ammonium-N) werd ook per bodemlaag van 10 cm bepaald (mengmonsters van 7 steken, met één steek per vak per waterpeil). In 2003 werd Nmin 3x in het najaar bemonsterd. In 2004 vóór de teelt, gedurende het groeiseizoen en 2x in het najaar (Tabel 2.6). De bemonstering gedurende de teelt van snijmaïs vond in de rij plaats.. 18. Alterra-rapport 1392.

(20) Tabel 2.6 Data van bodembemonstering Bodembemonstering Nmin per 10 cm-laag Voor de teelt Nmin per 10 cm-laag Tijdens groeiseizoen Nmin per 10 cm-laag Na de oogst Nmin per 10 cm-laag Najaar Nmin per 10 cm-laag Begin uitspoelingsseizoen. 2.4. Hydrologie. 2.4.1. Meetlocaties. Datum 2003 27 oktober 19 november 17 december. Datum 2004 11 maart 14 juli 4 oktober 1 december. De percelen 38 (hoog peil) en 39 (normaal peil) werden zo ingericht dat de metingen zich concentreerden rond één drain. Om een representatief beeld te krijgen van de verschillen tussen hoog en normaal peil dienden de drains niet te worden beïnvloed door de grondwaterstanden in het naastgelegen perceel. Daarom werd gekozen voor een zo groot mogelijke afstand (40 m) tussen de drains en 20 m van de grens tussen het hoge en normale peil (Figuur 2.4). Boven de drains bevonden zich een drietal “meetplots” met meetapparatuur waarmee het experimenten werden gevolgd. De meetplots werden vooraan, in het midden en achteraan de percelen geplaatst (Figuur 2.4) met apparatuur voor het meten van de watergehalten in de bodem en voor het onttrekken van grondwater om N- en P-concentraties in het grondwater te kunnen bepalen. In het middelste meetplot bevond zich eveneens apparatuur voor het meten van de grondwaterstanden en de stijghoogten (Figuur 2.5). Aan het einde van de drains werden meetkasten geïnstalleerd voor het meten van drainage, subirrigatie en bemonstering van drain- en slootwaterkwaliteit (zie ook de figuur op de voorkant van dit rappport). Op beide percelen stond dezelfde meetapparatuur. Bij de presentatie van de hydrologische meetgegevens wordt onderscheid gemaakt tussen de periode 1 januari 2003 t/m 31 december 2003 en de periode van 1 januari 2004 tot 1 april 2005 (einde metingen). In de eerste periode waren nog geen gedetailleerde metingen van de drainaan- en afvoer beschikbaar; in de tweede periode wel, zodat de pieken in drainage- en infiltratiewater in meer detail geïnterpreteerd kunnen worden. In de presentatie van de resultaten zullen we de nadruk leggen op de variatie in de tijd van de gemeten hoeveelheden water en de nutriëntenconcentraties en -vrachten en deze samen presenteren met de meteorologische gegevens, omdat met name het neerslagoverschot een grote invloed heeft op de transportprocessen.. Alterra-rapport 1392. 19.

(21) Figuur 2.4 Meetplots op de percelen 38 (hoog peil) en 39 (normaal peil). 20. Alterra-rapport 1392.

(22) peilbuizen. Meetbuis bodemwatergehalten. piëzometers 1,50 m-mv. afzuigcups 30 en 50 cm-mv piëzometers 1,25 m-mv. Figuur 2.5 Meetapparatuur op het middelste meetplot. 2.4.2 Neerslag, verdamping en beregening Neerslag werd gemeten op het lokale weerstation op het proefbedrijf Vredepeel. Voor de gewasverdamping werd in 2003 en 2004 gebruik gemaakt van het referentieverdamping volgens Makkink (1957) en de Bruin (1987) van het nabij gelegen KNMI-weerstation Eindhoven en bijbehorende gewasfactoren (Feddes, 1987). Op basis van de analyse van Massop et al. (2005), waarin de gemiddelde kale bodemverdamping in de periode 1 oktober t/m 31 maart in Nederland wordt geschat op 80 mm, hebben wij een “gewasfactor voor kale bodem” f= 0.54 afgeleid. In de situatie dat er wel gewas op het land staat, zijn de standaard gewasfactoren van Feddes (1987) gebruikt. Echter in het droge groeiseizoen 2003 is voor aardappel een extra verdampingsreductie doorgevoerd, welke bij de bespreking van de waterbalans zal worden toegelicht. In 2005 is voor de referentieverdamping gebruik gemaakt van de lokale weersgegevens van Vredepeel. Er werd beregend op basis van gemeten drukhoogten en de praktijkervaring van het proefbedrijf Vredepeel. Per beregeningsgift werd een maximale hoeveelheid water gegeven van 25-30 mm.. Alterra-rapport 1392. 21.

(23) 2.4.3 Slootwaterstanden De slootwaterstanden aan de zuidzijde van de twee percelen (Figuur 2.3) werden gemeten met behulp van geautomatiseerde drukopnemers (“divers”) met geïntegreerde dataopslag.. 2.4.4 Grondwaterstanden De grondwaterstanden werden gemeten met behulp van peilbuizen. De geplaatste peilbuizen bestonden uit ronde PVC-buizen(Ø 32 mm) en hadden een lengte van 3 meter. De onderkant van de peilbuizen bevond zich op 2 m-mv. De metingen werden verricht met behulp van drukopnemers. De peilbuizen werden op de middelste plot geplaatst op 0,00 m; 1,25 m en op 2,50 m van de drain, om zo het verloop van de grondwaterstand als functie van de afstand tot de drain te kunnen vaststellen. De grondwaterstanden werden een aantal malen handmatig gemeten, om zo te controleren of de meetmethode goed functioneerde. De peilbuizen werden geplaatst na bewerking van de percelen in het voorjaar, en verwijderd voor de bewerking van het perceel in het najaar. Na het bewerken in het najaar werden de peilbuizen teruggeplaatst.. 2.4.5 Debietmetingen aan drains Op beide percelen bevond zich bij de te monitoren drain een meetsysteem om zowel drainage als subirrigatie (infiltratie) te meten. Drainage kan plaatsvinden wanneer de grondwaterstand boven de drain staat en wanneer bovendien het slootwater onder de drain staat, waardoor er vrije afwatering naar de sloot kan plaatsvinden. Wanneer het slootwater boven de drain staat, kan er nog steeds drainage plaatsvinden. Dit kan gebeuren wanneer er bij een groot neerslagoverschot een grotere stijghoogte in de drain ontstaat dan de stijghoogte in de sloot: Hdrain > Hsloot.. Subirrigatie via de drains vindt plaats wanneer het slootwater boven de drain staat en wanneer de stijghoogte in de sloot hoger is dan de stijghoogte in de drain: Hsloot > Hdrain . Er kan overigens ook infiltratie van slootwater of drainage van grondwater plaatsvinden via de slootwand en -bodem naar of van het perceel. Iedere drain voerde water af van een gebied met bodemoppervlak van 950 m², wat bepaald werd door de lengte van de percelen van 190 m en de onderlinge drainafstand van 5 m. Dit betekent dat 1 mm afvoer van dit bodemoppervlak overeenkomt met 950 liter water uit de drain wanneer het een gesloten systeem zou zijn. Na een 1 mm afvoer werd door het monsternameapparaat een monster uit de drain genomen. De werking van het meetsysteem is beschreven in Bijlage 3.. 22. Alterra-rapport 1392.

(24) 2.4.6 Maaiveldhoogten Op 30 maart 2004 is een waterpassing uitgevoerd van het maaiveld voor eventuele correctie van de grondwaterstanden en de stijghoogten voor variaties in maaiveldhoogte (van Rijn, 2004). Uit de waterpassing volgde dat er binnen een meetplot verschillen van 3 cm t.o.v. de gemiddelde maaiveldhoogte optraden. Ook de draindiepte varieerde sterk van circa 63 cm-mv bij de achterste meetplot tot circa 88 cm bij de voorste plot (van Rijn, 2004). Ten behoeve van de ontwatering zijn drains onder helling aangelegd.. 2.5. Waterkwaliteit. 2.5.1. Bodemvocht. Voor monstername van het bodemwater werd gebruikgemaakt van afzuigcups. De afzuigcups werden op beide percelen op alle meetplots op een diepte van 30 en 50 cm -mv geplaatst. De afzuigcups zijn opgebouwd uit een PVC-buis met aan het uiteinde een membraanfilter het een lengte van 10 cm en een diameter van 2,5 mm. Het membraanfilter heeft poriën met een diameter Ø 0,1 μm. Vanuit het filter loopt een flexibele slang naar het uiteinde van de PVC-buis. Het einde van de slang is gekoppeld aan de huls van een injectiespuit. Door de spuit aan te sluiten op de slang en uit te trekken, ontstaat er onderdruk in de slang. Hierdoor wordt bodemvocht door het membraanfilter opgezogen en in de spuit opgevangen. De bemonstering vond plaats na vaste neerslagoverschotten van 50 mm, mits er water in de afzuigcup zat. Er is dus niet op een vast tijdstip bemonsterd. Nitraat (NO3), ammonium (NH4) en orthofosfaat (o-PO4-P)) concentraties werden in niet aangezuurde gefiltreerde (0,45 µm) monsters gemeten.. 2.5.2 Grondwater Het grondwater werd bemonsterd in geperforeerde PVC-buizen (piezometers) die op een diepte van 100 cm onder het maaiveld zijn geplaatst. Bij een bemonstering werd het grondwater uit de buis gepompt. Na ca. 1 uur was de buis weer gevuld met vers water en werd het grondwater bemonsterd. Bepalingen vonden op dezelfde wijze plaats als beschreven onder 2.5.1.. 2.5.3 Drainwater Op beide percelen bevindt zich een monsternameapparaat om per 1 mm afvoer een monster uit de drain te nemen. Er wordt 100 ml water in een monsterflesje gepompt (zie Bijlage 3). Mengmonsters zoals deze aan het laboratorium zijn aangeleverd bestaan uit 5 monsters (500 ml). Bepalingen vonden op dezelfde wijze plaats als beschreven onder 2.5.1. Alterra-rapport 1392. 23.

(25)

(26) 3. Resultaten 2003-2004. 3.1. Gewas. 3.1.1. Gewasopbrengst. In 2003 zijn de consumptieaardappels op perceel 38 (hoog peil) pleksgewijs aangetast door aardappelcysteaaltjes. Voor de berekening van de gemiddelde opbrengst voor perceel 38 (hoog peil) is ervan uitgegaan dat ca. 28% van de strook door aaltjes is aangetast. Zonder aaltjesaantasting is de opbrengst op perceel 38 (hoog peil) ca. 2,5 ton ha-1 hoger dan op perceel 39 (normaal peil), de marktbare opbrengst is ca. 2 ton ha-1 hoger. Het drooggewicht verschilde niet tussen de percelen (Tabel 3.1). Dit betekent dat peilverhoging vooral geleid heeft tot hogere vochtopname. Dit laatste wordt ook weerspiegeld in het droge stofgehalte en onderwater gewicht (OWG). Tabel 3.1 Resultaten eindoogst (gemiddelden ± s.e. (n=3)). Op perceel 38 (hoog peil) is onderscheid gemaakt tussen wel en niet door aaltjes aangetaste plekken. Perceel 39 Perceel 38 (normaal peil) (hoog peil) zonder aaltjes met aaltjes gemiddeld -1 Bruto (ton ha ) 78,9 ± 1,3 81,4 ± 5,4 54,9 ± 5,6 73,5 Netto (ton ha-1) Marktbaar ((ton ha-1) Drogestofgehalte (g kg-1) Drooggewicht (ton ha-1) OWG. 78,5 ± 1,3 77,6± 1,3 197 15,5 396 ± 14,4. 80,7 ± 5,4 79,6 ± 5,3 187 15,1 390 ± 8,8. 54,5 ± 5,6 54,0 ± 5,6 199 11,0 406 ± 6,5. 72,8 71,9 190 14,0 394. N-gehalte (g kg-1 ds) N-afvoer (kg ha1). 15,8 244. 14,5 219. 18,1 196. 15,5 212. P-gehalte (g kg-1 ds) P-afvoer (kg ha1). 1,9 29,4. 2,1 31,7. 1,9. 2,0 29,0. 3.1.2. Gewasopname N en P. Het N-gehalte en N-afvoer van de consumptieaardappelen zijn op perceel 39 (normaal peil) hoger dan op het niet aangetaste deel van perceel 38 (hoog peil) (Tabel 3.1). Voor het P-gehalte en P-afvoer geldt het omgekeerde. Dit alles wijst op een iets hogere N-beschikbaarheid op perceel 39 (normaal peil), maar iets lagere Pbeschikbaarheid.. Alterra-rapport 1392. 25.

(27) 3.1.3. Bewortelingsdiepte. Tot 18 juni waren er geen verschillen in maximale bewortelingsdiepte tussen perceel 38 (hoog peil) en perceel 39 (normaal peil) (Figuur 3.1). Na 18 juni was de beworteling ca 10 cm dieper in perceel 39 (normaal peil) dan in perceel 38 (hoog peil). bewortelingsdiepte. cm (-mv). 70 60 50 40. 18 juni. 30. 15 juli. 20. 2 sept. 10 0 normaal. hoog. waterpeil. Figuur 3.1 Maximale effectieve bewortelingsdiepte van aardappel (gemiddelden ± s.e. n=7) op resp. 18 juni, 15 juli en 2 september in perceel 39 (normaal peil) en perceel 38 (hoog peil). 3.2. Bodem. 3.2.1. Bodemtextuur. Gemiddeld genomen is het percentage organische stof, percentage lutum en het percentage afslibbaar (< 16 µm) van perceel 39 iets hoger dan van perceel 38 (Tabel 3.2; zie ook Bijlage 2). De fractie totaal zand is iets hoger van perceel 38. Op perceel 38 werd op een diepte van 90 cm een verdichte laag aangetroffen. De verschillen in korrelgrootteverdeling zijn inherent aan de ligging van de percelen en niet het gevolg van peilverschillen. Tabel 3.2 Bodemeigenschappen van perceel 39 (normaal peil) en perceel 38 (hoog peil). CaCO3 (%) CaCO3 (%). per- 0-10 ceel 39 0,1 38 0,1. Diepte (cm) 40-50 50-60. 10-20. 20-30. 30-40. 0,1 0,1. 0,1 0,1. 0,1 0,1. 0,1 0,1. 60-70. 70-80. 80-90. 90-100. 0,1 0,1. 0,1 0,1. * 0,1. 0,1 0,1. 0,1 0,1. Lutum (%) Lutum (%). 39 38. 3,3 3,3. 4,0 1,4. 2,3 0,1. 1,0 2,2. 3,2 1,0. 6,5 1,0. 2,7 1,6. * 1,1. 1,1 4,3. 1,7 1,1. Afslibbaar (%) Afslibbaar (%). 39 38. 5,8 3,7. 6,2 2,3. 2,9 0,1. 2,1 3,7. 4,4 2,5. 8,2 1,4. 3,4 3,0. * 2,7. 1,7 9,8. 4,2 1,1. Totaal zand (%) Totaal zand (%). 39. 90,3. 89,9. 92,9. 94,2. 93,4. 90,6. 96. *. 97,7. 95,2. 38. 92,7. 93,9. 95,6. 92,8. 95,8. 97,7. 96. 97. 89,6. 98,3. *) Op perceel 39 was het bodemmonster van de laag 70-80 te klein om een betrouwbare analyse te verrichten. 26. Alterra-rapport 1392.

(28) 3.2.2 Bodemchemische toestand De nutriëntentoestand van de bodems van de percelen 38 en 39 met resp. een normaal en een hoog peil verschillen gemiddeld genomen weinig van elkaar.. pH en organische stof. De pH-KCl neemt af met de diepte van ca 5,8 in de bodemlaag 0-40 cm tot ca. 4,7 in de laag 50-100 cm (data niet gepresenteerd). De hoogste organische stofgehalten (tussen 3,7 en 4,8%) worden in de bodemlaag 0-40 cm -mv gevonden (Bijlage 2).. Totaal N en P. Net zoals het organische stofgehalte, nemen de N- en P-gehalten in de bodem af met toenemende diepte (Figuren 3.2). Voor de berekening van gehalten naar hoeveelheden per bodemlaag per hectare is er van uitgegaan dat de 0-30 cm laag een droge bulkdichtheid heeft van 1500 kg m-3 en de 30-100 cm laag een droge bulkdichtheid heeft van 1700 kg m-3 (de Vos et al., 2003; Heinen et al., 2005). Opvallend zijn de lagere gehalten en hoeveelheden in de laag 20-50 cm bij het hoge dan bij het lage peil. Deze verschillen kunnen niet teruggevoerd worden op verschillen in organische stofgehalten tussen beide peilen (Tabel 3.3). Totaal-N, g N kg-1 0.2. 0.4. 0.6. 0.8. 1.0. 1.2. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100. 1.4. 0. Diepte, cm. Diepte, cm. 0.0. Totaal-P, m g P kg -1. normaal peil. hoog peil. 100. 200. 300. 400. 500. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 normaal peil. hoog peil. Figuur 3.2. N- (g/kg) en P-gehalte (mg/kg) in de bodem op perceel 39 (normaal peil) en perceel 38 (hoog peil). Minerale stikstof. In 2003 is direct na de oogst (27 oktober 2003) de totale hoeveelheid minerale N in de laag 0-100 cm iets hoger (58,2 kg N ha-1) in perceel 39 (normaal peil) dan in perceel 39 (hoog peil) (53,4 kg N ha-1) (Tabel 3.3). In perceel 38 (hoog peil) is de minerale N iets meer in de bovenste bodemlagen geconcentreerd. Tussen 27 oktober 2003 en 19 november 2003 neemt de hoeveelheid minerale N in met name de bodemlaag 20-40 cm iets sterker toe in perceel 38, om vervolgens in de periode 17 december 2003 tot 11 maart 2004 tot ongeveer dezelfde waarde (34,0 kg N ha-1) af te nemen. In het uitspoelingseizoen 2003-2004 lijkt peilverhoging betrekkelijk weinig invloed te hebben op de aanwezigheid van minerale N in de bodem, hetgeen. Alterra-rapport 1392. 27. 600.

(29) waarschijnlijk samenhangt met de relatief lage grondwaterstanden in het groeiseizoen 2003. Tabel 3.3. N-mineraal per bodemlaag van 10 cm voor perceel 39 (normaal peil) en perceel 38 (hoog peil) Perceel. Peil. Laag. Hoog Hoog Hoog Hoog Hoog Hoog Hoog Hoog Hoog Hoog. cm 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100. kg N/ha 9.8 9.4 9.8 5.4 6.4 3.0 2.6 2.4 1.8 2.8. kg N/ha 6.6 9.4 12.8 13.2 8.4 5.8 5.6 5.4 4.8 3.8. kg N/ha 3.4 4.6 6.2 7.8 7.4 7.0 6.2 6.0 5.4 4.6. kg N/ha. 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38. Totaal 0-100 cm. 53.4. 75.8. 58.6. 34.0. 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100. 6.6 7.0 6.8 7.4 7.2 5.2 5.0 4.4 4.0 4.6. 6.4 9.4 10.0 9.8 6.6 6.0 5.4 5.0 5.2 4.6. 4.6 5.8 5.6 6.8 8.4 7.4 6.4 5.8 5.6 5.2. 4.20 4.80 4.20 3.00 1.60 1.80 2.20 2.80 4.20 5.20. Totaal 0-100 cm. 58.2. 68.4. 61.6. 34.0. 39 39 39 39 39 39 39 39 39 39. Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal. N-min N-min N-min N-min 27 okt 2003 19 nov 2003 17 dec 2003 11-mrt 2004 4.20 4.80 4.80 3.40 2.60 2.00 1.80 2.00 3.80 4.60. Pw. Fosfaat dat in water oplost (Pw) wordt beschouwd als de meest labiele fractie in de bodem. De Pw-waarde wordt in de akkerbouw gebruikt als maat voor de beschikbaarheid van P voor gewassen. Het Pw-getal in de laag 0-40 cm is hoog (6070); en zeer laag in de diepere lagen (5-10), zie Figuur 3.3. Opvallend is het hogere Pw-getal in de bodemlaag 10-20 cm van perceel 38 (hoog peil) dan van perceel 39 (normaal peil): 70 t.o.v. 61 (Fig. 3.3).. 28. Alterra-rapport 1392.

(30) Pw, m g P2O5/l. Diepte, cm. 0. 10. 20. 30. 40. 50. 60. 70. 80. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 normaal peil. hoog peil. Figuur 3.3 De beschikbare hoeveelheid P(Pw; mg P2O5/l) in de bodem voor perceel 39 (normaal peil) en perceel 38 (hoog peil). Fosfaatverzadiging en Pw. Een bodem wordt fosfaatverzadigd genoemd als de fosfaatverzadigingsgraad (FVG) hoger is dan 25% (Bijlage 4). Deze waarde van 25% is gebaseerd op een oppervlaktewaterkwaliteitsnorm van 0,15 mg totaal-P/l (Schoumans et al., 1991). Als de waterkwaliteitsnorm wordt aangescherpt naar 0,05 mg totaal-P/l dan mag de FVG niet hoger zijn dan 10% (Ehlert en Koopmans, 2004). De fosfaatvoorraad in de bodem, mede in relatie tot de capaciteit van de bodem om fosfaat te binden, is in belangrijke mate sturend voor de minerale fosfaatuitspoeling, en is daardoor redelijk gecorreleerd met de mate van fosfaatverzadiging van de bovengrond van de bodem (Schoumans et al., 2004). In perceel 38 (hoog peil) is zowel fosfaatverzadigingsgraad als ook de binding van fosfaat aan Fe+Al iets hoger dan in perceel 39 (normaal peil) (Figuur 3.4). Fosfaatverzadigingsgraad, % 10. 20. 30. 40. 50. 60. 0.0. Diepte, cm. Diepte, cm. 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100. Pox/(Fe ox+Alox). normaal peil. hoog peil. 0.1. 0.2. 0.3. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 normaal peil. hoog peil. Figuur 3.4 De fosfaatverzadingsgraad (FVG) en de hoeveelheid P, Fe en Al middels oxalaat extractie in de bodem voor perceel 39 (normaal peil) en perceel 38 (hoog peil).. Alterra-rapport 1392. 29.

(31) 3.3. Hydrologie. De resultaten van de meetperiode 2003 zijn reeds in detail beschreven door Van Rijn (2004) en zullen hier voor een deel worden overgenomen en samengevat. Echter bij de analyse van de resultaten bleek dat er door van Rijn (2004) een zeer grote waterafvoer via de drain in 2003 was beschreven voor perceel 39 (normaal peil), van dezelfde orde van grootte als in 2004, terwijl 2003 een extreem droog jaar was. Een grondige analyse van de meetgegevens en een vergelijking met het cumulatieve neerslagoverschot toonde aan dat er weliswaar drainafvoer was gemeten, maar dat deze afvoer niet afkomstig kon zijn van het neerslagoverschot. We zullen daarom in dit hoofdstuk de hydrologische resultaten voor 2003 opnieuw interpreteren. We karakteriseren eerst de meteorologische condities in 2003 aan de hand van neerslag, referentieverdamping en neerslagoverschot. Vervolgens bespreken we de hydrologische condities zoals die in het proefveld optraden: slootwaterstanden, grondwaterstanden en aan- en afvoer van water via de drain en de gemeten concentraties en/of vrachten nutriënten (N en P) in dit water. Als referentie wordt ook het oppervlaktewaterpeil van het Peelkanaal gegeven, omdat hieruit kan worden afgeleid of onder droge omstandigheden aanvoer van water uit dit kanaal mogelijk was of niet.. 3.3.1. Neerslag en referentieverdamping. Figuur 3.5 geeft de neerslag, de referentieverdamping (gebaseerd op grasland) en het netto neerslagoverschot (exclusief beregening) in 2003. De neerslag op Vredepeel is gemeten met het plaatselijke weerstation. De referentieverdamping is afkomstig van KNMI-weerstation Eindhoven. We presenteren hier de referentiegewasverdamping volgens Makkink (1957) om het weerjaar te karakteriseren. In 2003 was de cumulatieve neerslag 698 mm en de cumulatieve referentieverdamping (grasland) 647 mm. In het groeiseizoen treedt een droge periode op, wat correspondeert met het feit dat er in 2003 beregend is.. 30. Alterra-rapport 1392.

(32) -1. Neerslag (mm d ) 40. 30. 20. 10. 0 1/jan. 1/feb. 1/mrt. 1/apr. 1/mei. 1/jun. 1/jul. 1/aug. 1/sep. 1/okt. 1/nov. 1/dec Datum 2003. -1. Referentieverdamping (ETref) (mm d ) 6 5 4 3 2 1 0 1/jan. 1/feb. 1/mrt. 1/apr. 1/mei. 1/jun. 1/jul. 1/aug. 1/sep. 1/okt. 1/nov. 1/dec Datum 2003. Cumulatieve Neerslag (N), Referentieverdamping (Etref), en Neerslagoverschot (N-Etref)(mm) 1200. N. 800 400. N-ETref. 0 -400. − ETref. -800. -1200 1/jan. 1/feb. 1/mrt. 1/apr. 1/mei. 1/jun. 1/jul. 1/aug. 1/sep. 1/okt. 1/nov 1/dec Datum 2003. Figuur 3.5 De neerslag, referentieverdamping (Etref) en de cumulatieve neerslag (N) en referentieverdamping (Etref) (uitgezet als -Etref) en het cumulatieve neerslagoverschot (N-Etref) (exclusief beregening) in 2003 te Vredepeel. Alterra-rapport 1392. 31.

(33) 3.3.2 Beregening Op zowel het perceel met hoog als normaal peil is beregening uitgevoerd (Figuur 3.6). De beregening op het perceel 39 (normaal peil) (a) vond plaats op 20 juni, 16 juli, 25 juli, 4 augustus, 13 augustus en 22 augustus 2003. De totale hoeveelheid beregening op perceel 39 was 155 mm. De beregening op perceel 38 (hoog peil) (b) vond plaats op 19 juli, 8 augustus en 22 augustus 2003. De totale hoeveelheid beregening op perceel 38 was 75 mm. -1. Beregening (mm d ). 35. a. 30 25 20 15 10 5 0 1-jan. 1-feb. 1-mrt. 1-apr. 1-mei. 1-jun. 1-jul. 1-aug. 1-sep. 1-okt. 1-nov. 1-dec. 1-jan. Datum 2003. -1. Beregening (mm d ). 35. b. 30 25 20 15 10 5 0 1-jan. 1-feb. 1-mrt. 1-apr. 1-mei. 1-jun. 1-jul. 1-aug. 1-sep. 1-okt. 1-nov. 1-dec. 1-jan. Datum 2003. Figuur 3.6 Beregening op perceel 39 (normaal peil) (a) en perceel 38 (hoog peil) (b). 3.3.3 Slootwaterstanden en peil Peelkanaal Het streven was om de slootwaterpeilen gedurende het groeiseizoen 2003 zo constant mogelijk te houden. Figuur 3.7 laat zien dat er soms afwijkingen optreden ten opzichte van de gemiddelde peilen van 65 cm -mv op perceel 39 (hoog peil) en 120 cm -mv op perceel 39 (normaal peil). Begin april zijn de slootpeilen verlaagd in verband met het uit te voeren van voorjaarswerkzaamheden, zoals het ploegen van. 32. Alterra-rapport 1392.

(34) de percelen, het bemesten, en het poten van de aardappels. De slootwaterstanden van percelen 38 en 39 waren op dat moment niet gelijk, waardoor het hoge peil een grotere daling laat zien. Begin juni is een blijvende verlaging van het lage peil te zien. Dit is bewust gedaan om het verschil tussen het hoge en lage peil van 15 cm te vergroten naar 60 cm, om zo in ons experiment grotere effecten van peilverschil te kunnen krijgen. Dit vooraf beoogde verschil tussen beide slootpeilen is voor de rest van het jaar gehandhaafd. Het verhoogde peil is vanaf half juni gehandhaafd op 65 cm-mv (met uitzondering van de verklaarde dalingen) en het normale peil is gehandhaafd op 125 cm-mv. Eind juni/begin juli vond er een verandering in wateraanvoer plaats door het verstellen van enkele stuwen door het waterschap. Dit heeft een sterke daling van het hoge peil gedurende enkele dagen tot gevolg gehad. Het lage peil heeft hier geen hinder van ondervonden. Tijdens deze periode is er ook een verstopping geweest bij de waterinlaat aan de Vredeweg, perceel 31 (Figuur 2.2). Begin tot half augustus was er door droogte nauwelijks wateraanvoer uit het Peelkanaal, zoals te zien is uit de lage waterstanden van het Peelkanaal (Figuur 3.8), met als gevolg dat het peil in de sloten van de proefboerderij snel daalde. In september en oktober zijn er wederom een drietal verstoppingen geweest bij de waterinlaat aan de Vredeweg. Deze verstoppingen hebben geleid tot een verlaging van het hoge slootpeil, maar hebben geen invloed gehad op het lage peil. Eind oktober/begin november vond er weer een verandering in wateraanvoer plaats door het verstellen van enkele stuwen door het waterschap. Slootwaterpeil. (m). -0.50 Perceel 39 (hoog peil). -0.75 -1.00 Perceel 38 (normaal peil). -1.25 -1.50 -1.75 1/jan. 1/feb. 1/mrt. 1/apr. 1/mei. 1/jun. 1/jul. 1/aug. 1/sep. 1/okt. 1/nov. 1/dec. Datum 2003. Figuur 3.7 Gemeten slootwaterpeilen voor perceel 38 (hoog peil) en voor perceel 39 (normaal peil). De slootwaterpeilen zijn weergegeven in meters ten opzichte van het maaiveld. Alterra-rapport 1392. 33.

(35) Waterpeil Peelkanaal (m) -1.50 -1.75 -2.00 -2.25 -2.50 1/jan. 1/feb. 1/mrt. 1/apr. 1/mei. 1/jun. 1/jul. 1/aug. 1/sep. 1/okt. 1/nov. 1/dec. Datum 2003. Figuur 3.8 Het verloop van het lage peil (benedenstrooms van stuw) van het Peelkanaal gedurende 2003. Het waterpeil is weergegeven ten opzichte van het maaiveld van de proefvelden. Het Peelkanaal blijkt een grote invloed te hebben op de hydrologie van de proefpercelen. Het kanaal valt onder beheer van het Waterschap Peel en Maasvallei. Het Waterschap heeft de metingen van het verloop van het lage peil van het kanaal ter beschikking gesteld voor het onderzoek (Fig. 3.8). Van het hoge peil (bovenstrooms van stuw) is ook bij het Waterschap geen verloop bekend. Verondersteld kan worden dat het hoge peil hetzelfde verloop kent als het lage peil, maar dan ongeveer 1,2 m hoger.. 3.3.4 Grondwaterstanden De grondwaterstanden zijn op 2,50 m vanaf de drain gemeten in het midden van de percelen 38 en 39. De verschillen in grondwaterstanden tussen beide percelen zijn gemiddeld 37 cm en zijn vrij constant gedurende de meetperiode van juli t/m oktober 2003 (Fig. 3.9). De grondwaterstanden zakken in het droge jaar 2003 ook bij het hoge peil vrij diep weg (< -1,0 m mv). Het is daarom de vraag of de vernatting grote gevolgen heeft gehad op de gewasgroei.. 34. Alterra-rapport 1392.

(36) Grondwaterstand (cm) -0.75. Perceel 38 (hoog peil) -1.00. -1.25. -1.50. Perceel 39 (normaal peil). -1.75 j. f. m. a. m. j. j. a. s. o. n. d Datum 2003. Figuur 3.9 Grondwaterstanden ten opzichte van het maaiveld gemeten op de percelen 38 (hoog peil) en 39 (normaal peil), op 2,50 m van de drain. 3.3.5 In- en uitstroom van drainwater Drainage heeft in de meetperiode (mei-december 2003) alleen plaatsgevonden in perceel 39 (normaal peil). Infiltratie heeft in dezelfde periode alleen plaatsgevonden in perceel 38 (hoog peil). Het tijdstip van de automatische bemonstering is in 2003 niet geregistreerd. De drainage- en infiltratiefluxen zijn daarom niet in detail bekend, maar alleen de cumulatieve wateraan- en afvoer gedurende een bepaalde periode (Figuur 3.10). Echter de waterafvoer via de drains is op het normale peil doorgegaan tijdens de extreem droge zomer van 2003, terwijl de gemeten grondwaterstanden onder het niveau van de drain lagen. In het rapport van Van Rijn (2004) werd de oorzaak gezocht in te laag gemeten grondwaterstanden; immers als de grondwaterstand onder de drain ligt, zal een drain geen water afvoeren. Echter bij nadere analyse en met behulp van extra informatie van de veldmedewerkers blijkt dat gedurende deze zomer de afsluiting van de drain aan de hoge zijde van het perceel (Fig. 2.4, noordzijde perceel) soms niet werkte, waardoor slootwater direct van de ene zijde van de drain naar de andere kon lopen, zonder dat de grondwaterstand hierdoor in sterke mate werd beïnvloed. Deze bevinding komt overeen met onze analyse dat een afvoer via de drains in 2003 op perceel 39 (normaal) peil van 340 mm onmogelijk is in een periode waarin er een neerslagtekort is. Op basis van deze bevindingen hebben we voor 2003 via een eenvoudige waterbalans (“Tipping bucket”-principe; de Vos et al., 2004) op dagbasis getracht de waterafvoer via de drains te schatten en we hebben deze data vergeleken met de grondwaterstanden in de percelen. Uit deze analyse bleek dat gemiddeld 60% van het. Alterra-rapport 1392. 35.

(37) neerslagoverschot via de drain wordt afgevoerd en 40% via verticaal en/of lateraal transport via het grondwater. Instroming (mm/d) 6 120 mm. 5 4 3 2 20 mm. 75 mm. 1. 25 mm. 0 j. f. m. a. m. j. j. a. s. o. n. d. Datum 2003. Drainage (m m /d) 25 20 15 10 5 0 j. f. m. a. m. j. j. a. s. o. n. d Datum 2003. Figuur 3.10 Instroom van water via de drain gemeten op perceel 39 (hoog peil) en drainage op perceel 38 (normaal peil), geschat op basis van waterbalans voor de meetperiode 1 mei-31 december 2003. 3.4. Waterkwaliteit. 3.4.1. Bodem- en grondwater. De hoeveelheid nitraat in het bodemwater op 30 en 50 cm–mv is hoog (>100 mg NO3/l) in het najaar van 2003 (Fig. 3.11). De concentraties op 30 cm-mv diepte zijn bijna altijd lager dan op een 50 cm-mv diepte. Mogelijk is een deel van het overgebleven nitraat uit de bouwvoor naar diepere lagen verplaatst. De nitraatconcentraties op 30 cm-mv zijn bij op perceel 38 (hoog peil) niet altijd lager. 36. Alterra-rapport 1392.

(38) 500. 500. 400. 400. 300. NO3 (mg/l). NO3 (mg/l). wat verwacht was i.v.m. een mogelijke hogere denitrificatie. Mogelijk speelt beregening hierin een rol. In 2003 was de zomer droog en is er regelmatig beregend.. 200 100. 300 200 100. 0 sep. okt. nov. 0 sep. dec. okt. datum Normaal 30. nov. dec. datum Normaal 50. Hoog 30. Hoog 50. Figuur 3.11 Nitraat gehalten in bodemvocht op 30 en 50 cm-mv diepte op perceel 39 (normaal peil) en perceel 38 (hoog peil). De NH4-gehalten in het bodemwater op 30 en 50 cm–mv zijn voor zowel perceel 39 (normaal peil) als perceel 38 (hoog peil) laag en zijn voor de stikstofbalans te verwaarlozen t.o.v. van de nitraatgehalten (data niet vermeld). De PO4-P gehalten in het bodemvocht vertonen een grillig verloop. Er zijn geen consequente verschillen tussen zowel waterpeilen als bemonsteringsdiepten (Fig. 3.12).. 0.6 ortho-P (mg/l). ortho-P (mg/l). 0.6. 0.4. 0.2. 0.0 sep. okt. okt. nov. dec. 0.2. 0.0 sep. okt. okt. nov. dec. dec. datum. datum Normaal 30. dec. 0.4. Normaal 50. Hoog 30. Hoog 50. Figuur 3.12 Ortho-P gehalten (mg P/l) in bodemvocht op 30 en 50 cm-mv diepte op perceel 39 (normaal peil) en perceel 38 (hoog peil). 3.4.2 Uitstromend water De NO3-concentraties in het uitstromende drainagewater van perceel 39 (normaal peil) bleken niet betrouwbaar te zijn, zie ook paragraaf 3.3.5. De beste schatting van de NO3-concentraties (Fig. 3.13) in het drainagewater zijn de concentraties die. Alterra-rapport 1392. 37.

(39) gemeten zijn in het grondwater op een diepte van 100 cm -mv. In maart 2003 zijn NO3-concentraties in het grondwater gemeten van 129 mg/l (Alblas et al., 2003) en op 17 december 2003 heeft bodembemonstering plaatsgevonden (Figuur 3.9). Uit de gemeten NO3-gehalten op 90-100 cm diepte (5,2 kg NO3-N/10 cm/ha) en het watergehalte bij verzadiging van 0,30 m3/m3, is de NO3-concentratie in het drainwater is geschat op 77 mg/l. Vanaf 17 december 2003 t/m 13 januari 2004 is een lineaire toename van de NO3 concentratie verondersteld. Op 13 januari 2004 was de eerste nieuwe meting van 100 mg NO3 /l (zie Figuur 4.10). De concentraties PO4 zijn zo laag en onzeker dat daarvoor geen schattingen in 2003 zijn gemaakt (data niet gepresenteerd). NO3-concentraties (mg/l) 200. 150. 100. 50. 0 j. f. m. a. m. j. j. a. s. o. n. d. Datum 2003 -2004. Figuur 3.13 Schatting van het verloop van de NO3-concentratie in het uitstromende drainwater op perceel 39 (lnormaal peil) als dit alleen afkomstig zou zijn uit het proefveld, gebaseerd op NO3- concentraties in het grondwater; voor de meetperiode 1 mei-31 december 2003. In de periode tussen juni t/m half november vond er geen drainage plaats en zijn er dus geen NO3-concentraties weergegeven. 3.4.3 Instromend slootwater De nutriënten in het instromende water zijn grotendeels afkomstig uit het Peelkanaal. De NO3-concentratie varieert tussen de 7 en 20 mg/l (Fig. 3.14) en zal naar verwachting lager zijn dan de NO3-concentratie in het grondwater van perceel 38. Het betreft hier gemiddelde waarden van de NO3-concentratie over een grote perioden; de sprong in NO3-concentratie in september wordt verklaard doordat na september het uitspoelseizoen begint met grotere N-verliezen uit de landbouw. Dit resulteert dan ook in hogere NO3-concentraties in het water van het Peelkanaal. De PO4-P-concentratie varieert tussen de 0,10 en 0,75 mg/l (Fig. 3.14) en zal naar verwachting hoger zijn dan de PO4-P -concentratie in het grondwater van perceel 38.. 38. Alterra-rapport 1392.

(40) NO3-concentratie (mg/l). 50 40 30 20 10 0 j. f. m. a. m. j. j. a. s. j. a. s. o. n. d Datum 2003. PO4-P-concentratie (mg/l). 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 j. f. m. a. m. j. o. n. d Datum 2003. Figuur 3.14 Gemeten verloop van de NO3- en PO4-P concentraties in het instromend water op perceel 38 (hoog peil) gebaseerd mengmonsters van het instromende water; voor de meetperiode 1 mei-31 december 2003. Alterra-rapport 1392. 39.

(41) 3.4.4 Nutriëntenvrachten Belasting oppervlaktewater via drains De belasting van het oppervlaktewater door nutriëntenuitspoeling via drains voor perceel 39 (normaal peil) is 61 kg NO3-N/ha in de periode 1 maart t/m 31 april 2004 (Fig. 3.15). Dit gedeelte van de uitspoeling kan nog toegerekend worden aan de teelt van aardappelen in het seizoen 2003. Gedurende het groeiseizoen was er vanwege de droogte geen substantiële N-uitspoeling. De gegevens in Figuur 3.15 t/m 13 januari 2004 zijn gebaseerd op schattingen via de vereenvoudigde waterbalansmethode. Na 13 januari 2004 is gebruikgemaakt van gegevens van de werkelijke uitspoeling via de drain.. Cumulatieve N03-N-uitspoeling drain 39 (kg N/ha) 70 60 50 40 30 20 10 0 m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. a. Datum 2003 -2004. Figuur 3.15 NO3-N-vracht in het drainagewater van perceel 39 (normaal peil). Infiltrerend slootwater. De instroom van stikstof (NO3-N) en fosfor (PO4-P) op perceel 38 (hoog peil) treedt gedurende een groot gedeelte van het jaar op en bedraagt cumulatief 11,3 kg NO3N/ha en 0,75 kg PO4-P /ha voor de periode 1 mei 2003 t/m 30 april 2004 (Fig. 3.16).. 40. Alterra-rapport 1392.

(42) -1. Inspoeling drain cumulatief (kg NO3 -N ha ) 15. 10. 5. 0. m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. a Datum 2003/2004. -1. Inspoeling drain cumulatief (kg PO4-P ha ) 1.0. 0.8. 0.6. 0.4. 0.2. 0.0. m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. a Datum 2003/2004. Figuur 3.16 N- en P-vrachten in het infiltrerend slootwater van perceel 38 (hoog peil). Alterra-rapport 1392. 41.

(43)

(44) 4. Resultaten 2004-2005. 4.1. Gewas. 4.1.1. Gewasproductie en nutriëntenopname. Er zijn tussen de percelen geen verschillen in vers- en drooggewicht van de oogste snijmaïs (Tabel 4.1). De hoeveelheid droge stof, VEM en zetmeel zijn op perceel 39 (normaal peil) iets hoger dan op perceel 38 (hoog peil). Er zijn geen verschillen in Nen P-afvoer met het geoogste gewas. Tabel 4.1. Resultaten snijmaïs (gemiddelden ± s.e. (n=3)) voor perceel 39 (normaal peil) en perceel 38 (hoog peil) normaal peil hoog peil Versgewicht (ton/ha) 61,7 ± 1,6 62,0 ± 1,3 Drooggewicht (ton/ha) 21,0 ± 0,8 20,5 ± 0,6 Droge stof (g/kg) VEM (g/kg ds) Zetmeel (g/kg ds) Suiker (g/kg ds). 340,3 ± 5,4 1001 ± 6,6 363 ± 22,5 49,0 ± 4,9. 330,3 ± 7,4 978 ± 7,8 324 ± 11,8 51,7 ± 5,6. N-gehalte (g/kg ds) N-afvoer (kg/ha). 11,3 ± 0,3 238 ± 3,9. 11,8 ± 0,3 242 ± 12,9. P-gehalte (g/kg ds) P-afvoer (kg/ha). 2,3 ± 0,1 47,6 ± 3,3. 2,3 ± 0,2 47,9 ± 4,9. 4.1.2. Bewortelingsdiepte. Vlak voor de oogst was de maximale effectieve bewortelingsdiepte van snijmaïs in perceel 39 (normaal peil) gemiddeld genomen 4 cm hoger dan in perceel 38 (hoog peil) (Figuur 4.1). bewortelingsdiepte. cm (-mv). 70 60 50 40 30 20 10 0 normaal. hoog. Figuur 4.1 Maximale effectieve bewortelingsdiepte (gemiddelden ± s.e. n=10)) op 16 september op perceel 39 (normaal peil) en perceel 38 (hoog peil). Alterra-rapport 1392. 43.

(45) 4.2. Bodem. 4.2.1. Minerale stikstof. In 2004 neemt de hoeveelheid minerale N tussen maart en juli door bemesting toe (Tabel 4.2). Op perceel 39 (normaal peil) neemt de totale hoeveelheid minerale N in de laag 0-60 cm vanaf het voorjaar tot aan de oogst geleidelijk toe. Op perceel 38 (hoog peil) neemt in het eerste deel van het groeiseizoen de hoeveelheid N relatief sterker toe, terwijl deze in de nazomer sterker afneemt. Opvallend in perceel 38 is de hoge waarde van 16,4 kg N ha-1 dm-1, die op 14 juli in de laag 20-30 cm -mv werd gevonden. Deze sterke toename is niet verklaarbaar. Direct na de oogst was de totale hoeveelheid minerale N in de laag 0-100 cm iets hoger in perceel 38 (hoog peil) dan in perceel 39 (normaal peil). Na de oogst neemt de hoeveelheid minerale N zowel in perceel 38 (hoog peil) als in perceel 39 (normaal peil) geleidelijk af. Wel wordt in oktober 2004 meer minerale N in de bovenste en minder in de diepere bodemlagen gevonden in perceel 38 dan in perceel 39. In december 2004 zijn nauwelijks meer verschillen tussen peilen aanwezig. Tabel 4.2 N-mineraal per bodemlaag van 10 cm voor perceel 39 (normaal peil) en perceel 38 (hoog peil) Perceel. Peil. Laag. 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38. Hoog Hoog Hoog Hoog Hoog Hoog Hoog Hoog Hoog Hoog. cm 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100. Totaal 0-100 cm. 39 39 39 39 39 39 39 39 39 39. Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Totaal 0-100 cm. 44. N-min N-min 11-mrt 2004 14 juli 2004. N-min 6 dec 2004. kg N/ha. kg N/ha. kg N/ha. kg N/ha. 4.20 4.80 4.80 3.40 2.60 2.00 1.80 2.00 3.80 4.60. 6.00 5.80 16.40 6.00 6.00 6.20. 8.80 8.60 9.00 5.60 6.40 5.20 3.80 2.60 2.20 1.60. 2.40 2.40 2.20 3.40 4.20 7.40 8.40 9.40 5.60 5.20. 53.8. 50.6. 7.80 6.60 7.00 7.60 4.80 3.00 4.00 5.00 4.80 4.20. 2.40 2.40 2.80 4.00 5.60 7.80 8.60 8.00 8.60 5.80. 54.8. 56.0. 34.0. 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100. N-min 8 okt 2004. 4.20 4.80 4.20 3.00 1.60 1.80 2.20 2.80 4.20 5.20 34.0. 4.80 6.60 3.80 7.40 6.40 4.20. Alterra-rapport 1392.

(46) 4.3. Hydrologie. 4.3.1. Neerslag en referentieverdamping. Figuur 4.2 geeft de neerslag, de referentieverdamping (gebaseerd op grasland) en het netto neerslagoverschot (exclusief beregening) voor de periode 1 januari 2004 t/m 30 april 2005. De neerslag op Vredepeel is gemeten met het plaatselijke weerstation. De referentieverdamping is afkomstig van KNMI-weerstation Eindhoven. We presenteren hier de referentiegewasverdamping volgens Makkink (1957) om het weerjaar te karakteriseren. Uit het vlakke verloop van het cumulatieve neerslagoverschot kunnen we afleiden dat er in het groeiseizoen nauwelijks watertekorten zijn opgetreden. Het was dus een relatief natte zomer. Dit wordt bevestigd door het feit dat er in 2004 geen beregening heeft plaatsgevonden. In 2004 was de cumulatieve neerslag 878 mm; de cumulatieve referentieverdamping (grasland) 583 mm.. Alterra-rapport 1392. 45.

(47) -1. Neerslag (mm d ). 40. 30. 20. 10. rt. 1/ ap r. 1/ m. 1/ fe b. 1/ ja n. 1/ de c. 1/ no v. 1/ ok t. 1/ se p. 1/ au g. 1/ ju l. 1/ ju n. ei 1/ m. rt. 1/ ap r. 1/ m. 1/ ja n. 1/ fe b. 0. Datum 2004-2005. -1. Referentieverdamping (ETref) (mm d ) 6 5 4 3 2 1. 1/ ap r. rt 1/ m. 1/ fe b. 1/ ja n. 1/ de c. 1/ no v. 1/ ok t. 1/ se p. 1/ au g. 1/ ju l. 1/ ju n. ei 1/ m. 1/ ap r. rt 1/ m. 1/ ja n. 1/ fe b. 0. Datum 2004-2005. Cumulatieve Neerslag (N), Referentieverdamping (Etref), en Neerslagoverschot (N-Etref)(mm) 1200. N. 800 400. N-ETref. 0 -400 -800. rt 1/ m. 1/ fe b. 1/ ja n. 1/ de c. 1/ no v. 1/ ok t. 1/ se p. 1/ au g. 1/ ju l. 1/ ju n. ei 1/ m. 1/ ap r. rt 1/ m. 1/ fe b. 1/ ja n. 1/ ap r. ETref. -1200. Figuur 4.2 Neerslag, referentie-evapotranspiratie (Etref) en de cumulatieve neerslag (N) en referentie evapotranspiratie (Etref)(uitgezet als -Etref) en het cumulatieve neerslagoverschot (N-Etref) gedurende de periode 1 januari 2004 tot en met 30 april 2005 te Vredepeel. 46. Alterra-rapport 1392.

(48) 4.3.2 Slootwaterstanden De slootwaterstanden in 2004-2005 laten bij het hoge peil sterke variaties zien tussen 0,4-0,8 m -mv (Fig. 4.3). Het is dus niet gelukt een constant hoog peil te handhaven. Het lage peil lag rond de 1,0 m -mv gedurende de periode juni-augustus 2004. Slootwaterpeil (m) Slootwaterpeil (m -mv) 0.0. -0.2. -0.4. Perceel 39 (Hoog). -0.6. -0.8. Perceel 38 (Laag). -1.0. -1.2 j. f. m. a. m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. a. Datum 2004/2005. Figuur 4.3 Gemeten slootwaterpeilen voor perceel 38 (hoog peil) en voor perceel 39 (normaal peil). De slootwaterpeilen zijn weergegeven ten opzichte van het gemiddelde maaiveld. Alterra-rapport 1392. 47.

(49) 4.3.3 Grondwaterstanden De grondwaterstanden zijn op 2,50 m vanaf de drain gemeten in het midden van de percelen 38 en 39 (Fig. 4.4). Er heeft op perceel 38 (hoog peil) wel vernatting plaats gevonden, maar de verschillen in grondwaterstanden met het perceel met normale peil zijn gering, daarnaast ontbreken meetgegevens gedurende de periode augustus t/m oktober 2004. In het groeiseizoen van mei t/m augustus 2004 zien we dat de grondwaterstanden vrij diep zijn (<-1,0 m) en dat op beide percelen in juli een scherpe daling van de grondwaterstanden optreedt. Dit wijst er op dat in deze periode er geen wateraanvoer via de drain heeft plaatsgevonden.. Grondwaterstand (m) -0.6 Normaal. -0.7. Hoog. -0.8 -0.9 -1.0 -1.1 -1.2 -1.3 -1.4 j. f. m. a. m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. a. Datum 2003-2004. Figuur 4.4 Grondwaterstanden gemeten op de percelen 38 (hoog peil) en 39 (normaal peil), op 2,50 m van de drain. 48. Alterra-rapport 1392.

(50) 4.3.4 In- en uitstroom van drainwater De meetgegevens van de drain (Figuur 4.5) laten zien dat er vooral in de periode van 1 mei t/m half augustus 2004 infiltratie van slootwater in perceel 38 (hoog peil) heeft plaatsgevonden. Na half augustus 2004 heeft geen wateraanvoer meer plaatsgevonden via de drain op perceel 38 (hoog peil), dit komt overeen met de lagere grondwaterstanden in Figuur 4.4. Ook de afvoer van water via drains in perceel 39 (normaal peil) stopt in deze periode, wat kan worden verklaard uit de lage grondwaterstanden op dit perceel in deze periode. Een eventueel neerslagoverschot zal dan niet via de drains worden afgevoerd, maar via vrije drainage naar de ondergrond. Instroom drain perceel 38 (mm/d) 35 30 25 20 15 10 5 0 j. f. m. a. m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. a. Datum 2004/2005 Drainage perceel 39 (mm/d) 70 60 50 40 30 20 10 0 j. f. m. a. m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. a. Datum 2004/2005 Figuur 4.5 Instroom van water via de drain bij hoog peil (perceel 38) en uitstroom van water bij normaal peil (perceel 39) in 2004-2005. Alterra-rapport 1392. 49.

(51) 4.4. Waterkwaliteit. 4.4.1. Bodem- en grondwater. 500. 500. 400. 400. 300. NO3 (mg/l). NO3 (mg/l). De NO3-concentraties in het bodem- en grondwater op een diepte van 50 en 100 cm –mv zijn hoog (>100 mg NO3/l; Figuur 4.6) t.o.v. de EU-norm van 50 mg NO3/l. De concentraties op 30 cm-mv diepte zijn buiten het groeiseizoen lager dan op een 50 cm -mv diepte. Op een diepte van 100 cm -mv zijn de NO3-concentraties in de orde van grootte van 100 mg/l, wat correspondeert met de gemeten NO3concentraties in het drainwater van perceel 39 (normaal peil). Gedurende de eerste helft van de zomerperiode infiltreert slootwater met een relatief lage NO3concentratie in perceel 38 (hoog peil), wat een verklaring kan zijn voor de lage concentraties in het grondwater (100 cm –mv) die in juni en juli 2004 in dit perceel worden gevonden.. 200 100. 300 200 100. 0. 0 j. j. m m. a. m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. j. j. m m a. m. datum Normaal 30. Normaal 50. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. datum Normaal 100. Hoog 30. Hoog 50. Hoog 100. Figuur 4.6 Nitraatgehalten in het bodemvocht of grondwater op 30, 50 en 100 cm -mv in de percelen 38 (hoog peil) en 39 (normaal peil) 1.0. NH4 (mg/l). NH4 (mg/l). 1.0. 0.5. 0.0. 0.5. 0.0 de jan fe mr ap me jun jul au se okt no de jan fe mr ap c b t r i g p v c b t r. de jan fe mr ap me jun jul au se okt no de jan fe mr ap c b t r i g p v c b t r. datum Normaal 30. Normaal 50. datum Normaal 100. Hoog 30. Hoog 50. Hoog 100. Figuur 4.7 Ammoniumgehalten in het bodemvocht of grondwater op 30, 50 en 100 cm -mv in de percelen 38 (hoog peil) en 39 (normaal peil).. 50. Alterra-rapport 1392.

(52) De PO4-P concentraties zijn op 100 cm–mv zijn erg laag (< 0,05 mg/l) wat aangeeft dat de P-uitspoeling op deze zandgrond geen probleem is (Fig. 4.8). Er lijkt nog voldoende P-absorptievermogen in de bodem aanwezig te zijn om gemobiliseerd P in de bovengrond op grotere diepte weer vast te leggen (zie ook Figuur 4.8). Dit is consistent met de lage PO4-P concentraties die we in het drainagewater van perceel 39 (normaal peil) vinden. Het lijkt er op dat het vernatte perceel 38 op 30 en 50 cmmv hogere P-concentraties heeft dan het niet vernatte perceel 39. Op 30 cm kan dit samenhangen met de hogere fosfaatverzadigingsgraad bij het hoge dan bij het lage peil, en mogelijk het mobiliseren van P door vernatting, echter Figuur 4.8 geeft hier geen aanwijzingen voor. Dit zou veroorzaakt kunnen zijn door het mobiliseren van P door de vernatting. Bij het hoge peil van perceel 38 verwachten we in de zomerperiode dat door de infiltratie van slootwater met een relatief hoge PO4-P concentratie ook de PO4-P concentratie in op 100 cm–mv zal toenemen. Deze toename zien we echter niet in de gemeten PO4-P concentraties. Een verklaring hiervoor zou kunnen zijn dat deze infiltrerende PO4-P snel direct in de omgeving van de drain wordt vastgelegd en we deze PO4-P niet meten in het grondwater op posities midden tussen de drains.. 0.6 ortho-P (mg/l). ortho-P (mg/l). 0.6. 0.4. 0.2. 0.0. 0.4. 0.2. 0.0 j. j. m m. a. m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. j. j. m m. a. m. datum Normaal 30. Normaal 50. j. j. a. s. o. n. d. j. datum Normaal 100. Hoog 30. Hoog 50. Hoog 100. Figuur 4.8 Ortho-P gehalten (mg P/l) in het bodemvocht of grondwater op 30, 50 en 100 cm -mv in de percelen 38 (hoog peil) en 39 (normaal peil).. 4.4.2 Drainagewater Drainwater uit perceel De NO3-concentraties in het uitstromende drainwater (perceel 39; normaal peil) in januari t/m april 2004 zijn met 100 mg/l hoog en constant (Fig. 4.9). Later vindt er in 2004 nauwelijks meer uitspoeling plaats, op een enkele piek rond half juni 2004 na. Het uitspoelseizoen 2004-2005 begint in december 2004. De fosfaat-concentraties in het uitstromende drainwater (perceel 39; normaal peil) zijn erg laag en meestal onder de detectielimiet van 0,05 mg/l; in dat geval is een waarde van 0,025 aangegeven (Figuur 4.10). Allen rond begin maart 2004 is er kleine piek in de P-concentratie gemeten. Echter zelfs dan blijft de concentratie onder de oppervlakte-. Alterra-rapport 1392. 51. f. m.

(53) waterkwaliteitsgrens van 0,15 mg P/l. Na 1 januari 2005 zijn er geen concentratiegegevens meer beschikbaar; voor de berekening van de waterbalansen en N- en P-vrachten nemen we aan dat de NO3- en P-concentratiees constant blijven zoals in Figuur 4.9 is aangegeven. NO3-concentratie drainagewater (mg l-1) 120 100 80 60 40 20 0 j. f. m. a. m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. a. Datum 2004/2005. PO4-P concentratie drainagewater (mg l-1) 0.15. 0.10. 0.05. 0.00 j. f. m. a. m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. a. Datum 2004/2005 Figuur 4.9 NO3- en PO4-P concentraties in uitstromend drainwater van perceel 39 (normaal peil); gegevens 2005 op basis van extrapolatie. Infiltrerend slootwater De NO3-concentraties in het in perceel 38 (hoog peil) infiltrerende slootwater (hoog peil) zijn begin 2004 hoog, circa 50 mg/l (Fig. 4.10). In de periode april t/m augustus 2004 daalt de nitraatconcentratie naar zo’n 10-20 mg/l. In december 2004 stijgt de NO3-concentratie naar hogere niveaus, rond de 100 mg/l. Het infiltrerende slootwater is vooral inlaatwater uit het Peelkanaal en mogelijk wat afgevoerd drainwater van andere percelen. In het groeiseizoen zal vooral het inlaatwater uit het Peelkanaal een dominante invloed hebben. De verschillen in NO3-. 52. Alterra-rapport 1392.

(54) concentraties van het inlaatwater tussen zomer en winter weerspiegelen dus vooral verschillen in concentraties in het Peelkanaal, welke weer deels bepaald worden door seizoensverschillen in N- en P-belasting vanuit de landbouw, maar ook door bronnen van elders. In het algemeen zijn NO3-concentraties in het oppervlaktewater in agrarische gebieden in de zomer lager dan in de winter, omdat in de zomer het gewas meer N opneemt en het neerslagoverschot relatief gering is en vaak negatief. In het uitspoelseizoen (najaar en winter) staat er geen gewas meer op het land en kan het neerslagoverschot aanzienlijk zijn. De PO4-P-concentraties in het infiltratiewater van circa 0,10 mg/l in de winterperiode zijn gemiddeld relatief laag, maar nemen in de zomerperiode toe. Dit bevestigt dat het infiltratiewater afkomstig is uit het Peelkanaal en niet uit aangrenzende landbouwpercelen. Uit de metingen aan de drain in perceel 39 (normaal peil) blijkt dat er nauwelijks fosfaat via drains uit de percelen van proefboerderij Vredepeel spoelt.. Alterra-rapport 1392. 53.

(55) -1. NO3 -concentratie instromend slootwater (mg l ) 100 80 60 40 20 0 j. f. m. a. m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. a. Datum 2004/200. -1. PO4 -P-concentratie instromend slootwater (mg l ) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 j. f. m. a. m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. a. Datum 2004/20. Figuur 4.10 NO3- en PO4-P concentraties in drainwater dat in perceel 38 (hoog peil) stroomt. 54. Alterra-rapport 1392.

(56) 4.4.3 Nutriëntenvrachten via drains Uitstromend water De belasting van het oppervlaktewater via drains is voor perceel 39 (normaal peil) in de periode januari t/m juni 2004 circa 30 kg NO3-N/ha (Fig. 4.11). Dit gedeelte van de uitspoeling kan nog toegerekend worden aan het uitspoelseizoen 2003-2004. Gedurende het groeiseizoen is er geen substantiële N-uitspoeling. In periode van 1 april 2004 t/m 31 maart 2005 spoelt 43 kg NO3-N/ha uit, waarbij opgemerkt moet worden dat voor het gedeelte in 2005 gebruik is gemaakt van geschatte concentraties en een ”tipping bucket waterbalans” om de bijdrage aan de uitspoeling te schatten. De fosfaatuitspoeling is erg laag. Uitspoeling drain cumulatief (kg NO3-N ha-1) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 j. f. m. a. m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. a. Datum 2004/2005. Uitspoeling drain cumulatief (kg PO4-P ha-1) 0.15. 0.10. 0.05. 0.00 j. f. m. a. m. j. j. a. s. o. n. d. j. f. m. a. Datum 2004/2005. Figuur 4.11 N- en P-vrachten in het drainagewater van perceel 39 (normaal peil); gegegevens 2005 op basis van extrapolatie. Alterra-rapport 1392. 55.

No results found